Esp8266 进阶之路20 【高级篇】深入学习esp8266的esp now模式组网，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下轻松彼此连接通讯交互数据。（附带Demo） - CoreHouse

时间：2024-03-03 22:05:00
  • 本系列博客学习由非官方人员 半颗心脏 潜心所力所写，不做开发板。仅仅做个人技术交流分享，不做任何商业用途。如有不对之处，请留言，本人及时更改。
序号SDK版本内容链接
1nonos2.0搭建开发环境，开始一个“hellow world”串口打印。点我访问
2nonos2.0利用GPIO开始使用按钮点亮你的“第一盏灯。点我访问
3nonos2.0利用 "软件定时器 " 定时0.5秒闪烁点亮一盏LED。点我访问
4nonos2.0用PWM控制一盏LED的亮度变化。点我访问
5nonos2.0SDK高级使用之封装Post与Get请求云端，拿到“天气预报信息”。点我访问
6nonos2.0了解 SmartConfig与Airkiss一键配网，给8266配网上云端。无需把wifi名字密码写在固件里。点我访问
7nonos2.0了解 softAP热点配网模式原理，仿“机智云”定义自己的热点配网模式协议。点我访问
8nonos2.0你要找的8266作为UDP、TCP客户端或服务端的角色通讯，都在这了。点我访问
9nonos2.0[小实战上篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。点我访问
10nonos2.0[小实战下篇]Windows系统搭建8266的本地Mqtt服务器，局域网点亮一盏LED灯。点我访问
11rtos2.0接入阿里智能，点亮一盏LED灯，期待天猫精灵语音控制的不约而至！点我访问
12nonos2.0图文并茂学习阿里云主机搭建8266MQTT服务器，实现移动网络远程控制一盏LED。点我访问
13nonos2.0动手做个8266毕设小案例，smartConfig + MQTT协议轻松实现远程控制一盏LED。点我访问
14rtos2.0FreeRtos系统学习的正确姿势 ------ 环境搭建、烧录。点我访问
15rtos2.0接入阿里云平台非阿里智能的SDS服务，点亮一盏LED灯。点我访问
16nonos2.0基于Nonos移植红外线H1838，实现红外遥控器配网，远程控制一盏灯。点我访问
17nonos2.0esp8266自研的快速上电开关五次 (开-关为一次) ，无需按键触发则8266进去一键配网模式。点我访问
18nonos2.0基于NONOS 实现 OTA 远程升级，实现无线“ 热修复 ”升级固件程序。点我访问
19nonos2.0驱动 ds18b20、dht11 温湿度传感器，采集温湿度传感器到服务器。点我访问
20nonos2.0深入学习esp8266的esp now模式，仿机智云做一个小网关，实现无需网络下轻松彼此连接通讯交互数据。点我访问
21nonos2.0浅谈 esp8266 如何在本地局域网网络情况下实现最大效率地和前端实现数据交互。点我访问
22nonos2.0esp8266的工程如何添加第三方静态库文件以及如何自定义文件夹，聊聊那些makeFile的事点我访问
23nonos2.0再来一波 esp8266 基于 freeRtos系统连接自己私有的服务器实现OTA远程升级，接触下 lwip的基本知识。点我访问
24nonos2.0渗透学习回顾下esp8266的外置spi芯片25q系列，熟悉8266代码块在其的分布，得心应手放置图片或其他资料。点我访问
25rtos2.0深聊下esp8266的串口 Uart 通讯中断编程，为您准备好了 NONOS 版本 和 RTOS 系统的串口驱动文件。点我访问
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27rtos3.0跟紧脚步，用VisualStudio Code开发 esp8266 rtos SDK v3.0版本，全新的 idf 框架，节省内存模块化开发。点我访问
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35nonos3.0借助机智云平台做一个商业化的七彩RGB灯泡可调整体方案项目，炫彩夺目高大尚。点我访问
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37rtos3.0你要找的基本外设功能都在这里了，包括Gpio、Pwm 和 Uart 接口使用。点我访问
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39rtos3.0带你捋一捋市面上的微信公众号配网智能设备 esp8266 并绑定设备的过程，移植并成功实现在 esp8266 rtos3.1 sdk。点我访问
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47rtos3.0无需外网，如何实现在本地局域网与控制端做数据交换的一些开发经验；点我访问
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49rtos3.2aliyun sdk 直连接入阿里云物联网平台，实现天猫精灵找队友零配网功能和语音控制。点我访问
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文章目录

一.前言；

  • 有十天没发博文了，心里难受！高考来了，祝各位考生取得理想成绩！最近又在逛机智云的论坛，看看有没有新的技术可以学习。发现有个小网关的设备，也是基于esp8266的，认真地看了看机智云对此网关的定义：

1、子设备需要在云端注册（目前选择单品类产品注册），子设备数据点当然可以用，中控其中一个重要的功能就是透传数据点数据（上行、下行）。
2、子设备和云端没有直接的物理通道，所以子设备和云端和APP之间的通信都是由网关代理完成。
3、子设备与网关的通信，机智云不参与设计，这部分属于私有通信协议，使用Gateway SDK的开发者我们给通信层留出接口API，按照API实现网关的通信层开发即可（比如，zigbee我们不关心主从节点之间的通信协议）。

  • 以我个人理解，总的来说就是：小网管支持控制多个子设备，而子设备可以单独和服务器通讯。子设备和服务器的通讯协议是机智云提供的，而子设备和网关的协议是自己定的。而我现在要做的是也是如此，只是我们可以独立出来子设备和网关设备，可以做到协议都自定 。

这里写图片描述

二. 走进乐鑫的esp-now技术领域；

  • ①：下面是乐鑫对其的定义：

这里写图片描述

  • ②：可看到，此技术和组网Mesh非常相似，也是类似自组网通讯。非常适合那些小数据的通讯，比如智能灯、温湿度传感器的采集传输，类似ZigBee。

  • ③：至于底层原理是怎么实现？我们也不需要怎么理会。只需要自己去调用乐鑫提供的接口即可，下面是几个重要的接口方法说明：

//初始化
int esp_now_init(void);
//删除
int esp_now_deinit(void);

//注册ESP-NOW发包函数回调
int esp_now_register_send_cb(esp_now_send_cb_t cb);
//注销ESP-NOW发包函数回调
int esp_now_unregister_send_cb(void);

//注册ESP-NOW接收函数回调
int esp_now_register_recv_cb(esp_now_recv_cb_t cb);
//注销ESP-NOW接收函数回调
int esp_now_unregister_recv_cb(void);

//发送一数据到指定的设备
int esp_now_send(u8 *da, u8 *data, int len);

//添加一个对等体设备
int esp_now_add_peer(u8 *mac_addr, u8 role, u8 channel, u8 *key, u8 key_len);
//删除一个对等体设备
int esp_now_del_peer(u8 *mac_addr);

//设置自己的角色
int esp_now_set_self_role(u8 role);
//获取自己的角色
int esp_now_get_self_role(void);

  • ④：上面理解可知，分为主角色和从角色，这就相当于我们的小网关和子设备！下面是一些信息的解析说明：

    • 注意点一：发送的数据包最大支持 250字节的 payLoad ；
    • 注意点二：加密配对设备有限制，station模式支持10个加密配对设备；在softAP模式或者softAP和station模式共存下支持6个加密设备配对。而非加密设备的配对理论支持无限个，但在和加密设备总数不超过20个；
    • 注意点三：channle信息理解为消息所在的信道，0到255范围，这类似2.4g模块的信道。通讯所需要！
    • 注意点四：上面提到的加密设备在esp_now_add_peer()方法中调用，此方法顾名思义就是增加对方设备在自己的应用层。

这里写图片描述

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三. 代码实现；

  • 贴代码之前，必须理清下思路：
  • ①：不管是子设备发送消息到主设备，或者是主设备发送设备到子设备，都必须要有统一的channle，如果加密配对，必须要有一致的Key, 因此网关的实现不是自动组网的，而是需要手动地添加对应的设备mac地址；只有拿到了这个地址，后面的通讯风雨无阻。
  • ②：说到必须要有mac地址（注意是station的地址，不是softAP地址，这可以通过代码获取或者看烧录工具提示！） ，那么我们要通过某个途径来把对面的地址存在主设备中，这个方法很多种：比如先让子设备配网先，让APP去把此设备的地址发给中控设备，让中控设备记录此mac地址，保存在flash中！
  • ③：已经拿到了多个子设备的地址后，中控设备就可以按照上位机下发的提示去做统一的协议下发给子设备，如果要调用发送给所有的子设备，在发送函数中传入NULL即可，注意若匹配设备过多，会造成阻塞，丢包现象。
  • ④：由于此研究较为严谨，涉及到商业机密，我就不公开全部代码了，下面提供的源码都是可以做下毕设或者个人diy的，如果有兴趣，加群一起讨论吧！

小网关和子设备的核心代码：

  • 代码一样，只是需要区分哪个是主动发送消息，以及实际上我们的子设备工程还要处理其他逻辑，比如智能灯的pwm输出；但是小网关设备仅仅做和服务器交互数据为主，如果家庭路由器不想接那么多子设备，或者信号弱，直接把一个小网关放在家庭中心，做数据转发，大大减轻了家庭的路由器负担，何乐而不为？
  • ①：连接家庭路由器，此步骤可有可无，但是必须要station模式：
	wifi_set_opmode(STATION_MODE);	//设置为STATION模式
	struct station_config stationConf;
	os_strcpy(stationConf.ssid, "iPhone");	  //改成你自己的   路由器的用户名
	os_strcpy(stationConf.password, "xh870189248"); //改成你自己的   路由器的密码
	wifi_station_set_config(&stationConf);	//设置WiFi station接口配置，并保存到 flash
	wifi_station_connect();	//连接路由器
  • ②：初始化esp_now，注册 ESP-NOW 收包的回调函数和发包回调函数：

	if (esp_now_init() == 0) {
		os_printf("esp_now init ok\n");

		// 注册 ESP-NOW 收包的回调函数
		esp_now_register_recv_cb(user_esp_now_recv_cb);
		// 注册发包回调函数
		esp_now_register_send_cb(user_esp_now_send_cb);
    ｝
  • ③：设置角色位置，这里我设置为双重角色，因为下面的子设备为slave角色，从station发包不成功：
        esp_now_set_self_role(ESP_NOW_ROLE_COMBO);
		esp_now_add_peer(slave_mac, ESP_NOW_ROLE_COMBO, 1, NULL, 16);
  • ④：发包给指定的设备，注意传的是station模式的mac地址，不是ip地址！：
user_esp_now_send(mac, send_data, os_strlen(send_data));

四. 串口打印；

  • 截图模糊，放大浏览：

这里写图片描述

五. 其他；

  • 怎么通过下载工具查看地址，截图模糊，放大浏览：

这里写图片描述

  • 下面的demo运行前，必须要修改对应的mac地址哦！注意：此工程无须连接路由器也可以彼此通讯！但是必须都要是station模式！

  • 在子设备过多时候，可能会造成丢包现象！

  • **本硬件demo下载：**https://download.csdn.net/download/xh870189248/10469151

  • esp8266学习汇总：https://github.com/xuhongv/StudyInEsp8266

  • esp32学习汇总：https://github.com/xuhongv/StudyInEsp32

  • 拍照留念：

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